塑料改性是個比較寬泛的概念,可以說,凡是通過物理、化學(xué)、機(jī)械等途徑使塑料的性能(如密度、外觀、加工性能、力學(xué)性能、電性能、化學(xué)性能、耐腐蝕性能、耐老化性能、耐磨性能、熱性能、阻燃性能……)得到改善或提高的方法,都可稱之為塑料改性。
塑料改性的方法很多,常見的改性方法有添加改性、形態(tài)與結(jié)構(gòu)改性、表面改性三種。
1、添加改性
添加改性是在塑料中添加某些具有特殊功能的物質(zhì),使塑料的性能得到改善或提高。根據(jù)添加物質(zhì)的分子量大小,又可分為兩類:
(1)添加小分子物質(zhì)
在塑料中添加小分子物質(zhì),通過物理或化學(xué)作用,使塑料的性能得到改善。這種改性方法,操作簡單,改性效果顯著,而且具有很強(qiáng)的針對性。如:添加各種廉價的填料可以降低成本;添加彈性體或超細(xì)填料可以提高韌性;添加阻燃劑可以提高阻燃性能;添加抗氧劑、光穩(wěn)定劑可以延長使用壽命;添加潤滑劑可以改善加工性能;添加成核劑可以改善晶體結(jié)構(gòu);添加石墨可以改善耐磨性能……
(2)添加高分子物質(zhì)
這種方法即常說的共混改性,是在塑料中摻入一種或多種其它材料,以改善或提高原有塑料的性能。可以利用TPU的彈性、韌性與耐磨性,改善ABS材料的性能。PC/ABS合金塑料,即克服了PC熔體粘度大、加工成型困難的弊端,也克服了ABS耐熱性差、耐候性差、機(jī)械性能不理想的缺憾。塑料的共混改性是開發(fā)新型高分子材料最為有效的辦法,也是對現(xiàn)有塑料品種實現(xiàn)高性能化、精細(xì)化的主要途徑。
2、形態(tài)與結(jié)構(gòu)改性
這種方法主要是針對塑料本身的形態(tài)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改性,包括形態(tài)改性、交聯(lián)改性、共聚與接枝改性等。
(1)形態(tài)改性
形態(tài)改性是在非外力作用下通過調(diào)整成型工藝條件,進(jìn)行形態(tài)控制,一般稱之為自我改性。這種方法可以改善塑料的許多性能,如力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等各個方面,有些方面的改性效果十分明顯。
(2)交聯(lián)改性
交聯(lián),一般分為線性結(jié)構(gòu)交聯(lián)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)交聯(lián)或立體結(jié)構(gòu)交聯(lián)。引發(fā)交聯(lián)是需要外界條件的,通常為不同形式的能源(如光、熱、輻射……)。在外界作用下,大分子鏈形成自由基或官能團(tuán),以繼續(xù)反應(yīng)的形式形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。
(3)共聚與接枝改性
共聚是指兩種或多種單體共同參加的聚合反應(yīng),能夠擴(kuò)展聚合物性能,是改進(jìn)聚合物性能和用途的重要途徑。如PS與丙烯腈共聚可以改善PS材料的韌性;PVC與醋酸乙烯酯共聚可以改善PVC材料的塑性。接枝分為鏈轉(zhuǎn)移接枝、化學(xué)接枝、輻射接枝,在剛性體和彈性體方面的應(yīng)用較多。
3、表面改性
塑料表面改性是指通過物理或化學(xué)方法使塑料的表面性能發(fā)生變化的一類改性方法。與其它改性技術(shù)不同的是,表面改性僅局限于塑料的表面,其內(nèi)部性能不發(fā)生變化;同時,表面改性實施于塑料一次成型加工之后,屬于二次加工改性技術(shù)。
塑料表面改性的方法很多,大體可分為兩大類:化學(xué)表面改性與物理表面改性。目前應(yīng)用最為廣泛的是化學(xué)表面改性,包括溶液處理法、低溫等離子體處理法、表面接枝法、離子注入法等?;瘜W(xué)改性是在基體形成新的極性表面層,性能持久,而物理改性設(shè)計靈活、周期短、并能精確控制改性區(qū)域,對于改善塑料表面的微摩擦性有重要作用。
隨著人民生活水平的提升和技術(shù)手段的進(jìn)步,“以塑代鋼”、“以塑代木”將會成為一種趨勢。改性塑料行業(yè)作為塑料加工行業(yè)中發(fā)展較快且發(fā)展?jié)摿^大的子行業(yè),預(yù)計在未來的5年內(nèi),其總的市場需求量仍將呈現(xiàn)增長趨勢。